JP3013969B2

JP3013969B2 - 動圧軸受装置

Info

Publication number: JP3013969B2
Application number: JP6163200A
Authority: JP
Inventors: 保能勢; 秀樹金箱
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH084755A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動圧軸受装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示されるような動圧軸受装
置を適用した、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータが知
られている。このスピンドルモータは所謂中心軸回転型
且つラジアル軸受固定型であって、図が煩雑になるのを
避けるために、中心線より右半分のみが示されている。

【０００３】同図において、符号１は固定部材たるモー
タハウジングとしてのフレームを示しており、このフレ
ーム１には筒状の軸受ホルダー部１ａが立設するように
して一体成形されている。すなわち、軸受ホルダー部１
ａを含むフレーム１は、一端が閉塞され他方が開放され
た凹形状をなしている。該軸受ホルダー部１ａの外周面
にはステ−タコア６が固定されており、このステ−タコ
ア６にはコイル５が巻回されている。

【０００４】上記軸受ホルダー部１ａの内周にはラジア
ル滑り軸受２，２がそれぞれ嵌合固定されており、これ
らラジアル滑り軸受２，２の内周には回転部材としての
中心軸３が挿入配置されている。該中心軸３の外周面及
びラジアル滑り軸受２，２の内周面の少なくとも一方に
は、例えばへリングボーン状等の動圧発生溝が形成され
ており、摺動部（中心軸３とラジアル滑り軸受２，２と
の間の空隙）Ａには非圧縮性流体としてのオイル等の潤
滑油が充填されている。すなわち、中心軸３は、ラジア
ル滑り軸受２，２の内周面との間に発生するラジアル動
圧力によりラジアル方向の振れが抑えられて、ラジアル
滑り軸受２，２内を回転するようになっている。

【０００５】中心軸３のフレーム閉塞側（図における下
方）の端部にはスラスト円盤１３が嵌合固定されてい
る。このスラスト円盤１３は、その外径がラジアル滑り
軸受２の内径より大であり、フレーム閉塞側の端面（図
における下端面）１３ａが中心軸３のフレーム閉塞側の
端面（図における下端面）３ａと略面一になるように配
設されている。該スラスト円盤１３の下端面１３ａ（中
心軸３の下端面３ａを含んでも可）及びフレーム１の凹
所底部１ｂの少なくとも一方と、スラスト円盤１３の上
端面１３ｂ及びフレーム閉塞側のラジアル滑り軸受２の
下端面２ａの少なくとも一方には、動圧発生溝が形成さ
れており、摺動部（スラスト円盤１３の上下端面１３
ｂ，１３ａとこれに軸方向において対向する部材２，１
ｂとの間の空隙）Ｃ，Ｃには潤滑油が充填されている。
すなわち、スラスト円盤１３を収容するスペース１５に
は潤滑油が充填されており、中心軸３は、スラスト円盤
１３の下端面１３ａ（中心軸３の下端面３ａを含んでも
可）と凹所底部１ｂとの間に発生するスラスト動圧力及
び、スラスト円盤１３の上端面１３ｂとフレーム閉塞側
のラジアル滑り軸受２の下端面２ａとの間に発生するス
ラスト動圧力によりスラスト方向のバランス及び振れが
抑えられて、凹所底部１ｂ上を回転するようになってい
る。

【０００６】中心軸３のフレーム開放側（図における上
方）の端部には、上記コア６、コイル５等を覆うような
形状のハブ４が嵌合固定されている。このハブ４の外周
面には図示されないディスクが装着されており、ハブ４
内周の上記コア６に対向する位置には駆動マグネット７
が固定されている。

【０００７】上記軸受ホルダー部１ａの内外を連通する
通路１０の途中、すなわち軸受ホルダー１ａの図におけ
る上端部（フレーム開放側のラジアル滑り軸受２より上
方の位置）には磁性流体シール８が配設されている。こ
の磁性流体シール８は、磁石８ｂと、この磁石８ｂを軸
線方向に挟むようにして設けられ磁路を形成するポール
ピース８ａ，８ａとから構成されており、このポールピ
ース８ａ，８ａ内周面と中心軸３の外周面との間に磁性
流体９，９が保持され得るようになっている。従って、
この磁性流体シール８により、上記摺動部Ａ，Ｃに充填
されている潤滑油を含むホルダー部１ａ内部に満たされ
ている潤滑油１４の、軸受部から外方への漏れが防止さ
れていると共に、外部から軸受部内への塵芥等の侵入の
防止が図られている。

【０００８】そして、図示されないモータ外部の電源供
給手段からフレキシブル基板１２を介してコイル５に所
定の駆動電圧が印加されると、ディスクを装着したハブ
４が回転するようになっている。なお、符号１１は滑り
軸受２，２間に当接して配置される軸受カラーを示して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記ＨＤＤ用
等のモータにおいては、振動、衝撃等があってもディス
クへの読み書きが必要とされるために、上述のような、
ラジアル及びスラスト動圧力を発生させることにより、
振動、衝撃等に対して安定した振れ特性を得るようにし
ている。

【００１０】ここで、例えば中心軸３に押し込み方向
（図における下方）の振動、衝撃等が加わったとする
と、スペース１５の容積が中心軸３の軸断面積分だけ減
少しスペース１５内の潤滑油がラジアル滑り軸受２側に
向かって移動しようとするが、該ラジアル滑り軸受２と
中心軸３との間のクリアランスが非常に小さいために流
体抵抗が大きく、当該部位（摺動部）Ａにおいて大きな
絞り膜作用が働き、中心軸３の閉塞側に向かう振れは抑
制されるが、中心軸３に引き抜き方向（図における上
方）の振動、衝撃等が加わったとすると、スペース１５
の容積が拡大することになり、ある速度以上になると真
空状態となってある限度以上の抑制力が働かなくなり、
中心軸３の開放側に向かう振れを抑制できないといった
問題がある。

【００１１】ここで、上述のように、スラスト円盤１３
の上下面１３ｂ，１３ａに動圧発生溝を形成し、該上下
面１３ｂ，１３ａに働くスラスト動圧力により両方向
（押し込み、引き抜き方向）の振れを抑制することがで
きるが、この場合には、軸ロス（ロストルク）が非常に
大きくなるといった問題がある。

【００１２】また、このように充分なスラスト動圧力を
得るには、そのクリアランス、すなわちスラスト円盤１
３の下端面１３ａ（中心軸３の下端面３ａを含んでも
可）と凹所底部１ｂとの間及び、スラスト円盤１３の上
端面１３ｂとフレーム閉塞側のラジアル滑り軸受２の下
端面２ａとの間のクリアランスを非常に狭くしなければ
ならないが、そのようなスラスト方向の寸法管理は構造
上難しいといった問題がある。

【００１３】さらにまた、スラスト動圧発生用の溝をス
ラスト円盤１３の両側１３ａ，１３ｂ（対向する部材２
ａ，１ｂでも可）に設けなければいけないので、高コス
トになるといった問題もある。

【００１４】そこで本発明は、スラスト方向の安定した
振れ特性を、軸ロスを小さくし且つ厳しい寸法管理をさ
ほど必要とせずに、得ることができる動圧軸受装置を提
供することを第１の目的とする。

【００１５】また、上記第１の目的に加えて、スラスト
動圧発生溝の個数を減少することができる動圧軸受装置
を提供することを第２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１手段の動圧軸受装置
は上記第１の目的を達成するために、回転部材を回転自
在に支承するラジアル軸受を備え、このラジアル軸受の
摺動部に充填された非圧縮性流体に動圧を生ぜしめるよ
う構成された動圧軸受装置において、回転部材または固
定部材の何れか一方に、他方に対して突出する突部を軸
方向に離間して設けると共に、これら突部に対向する他
方の部材と該突部との間に非圧縮性流体を充填して、ラ
ジアル軸受の摺動部を構成し、これら突部に対向する他
方の部材に、該突部間に形成されたスペース内に突出す
ると共に、前記突部の摺動面の径と異なる径で形成され
た突出部を設け、この突出部に対向する部材と該突出部
との間に、狭ギャップ部を設けると共に、前記スペース
内に非圧縮性流体を充填してなる。

【００１７】第２手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、突部を、ラ
ジアル軸受としたことを特徴としている。

【００１８】第３手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、突部を、軸
に設けた大径部としたことを特徴としている。

【００１９】第４手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、狭ギャップ
部を境にして軸方向に分けられたスペースを、非圧縮性
流体溜りとしたことを特徴としている。

【００２０】第５手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、突出部は、
抜け止めを兼用することを特徴としている。

【００２１】第６手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、突出部と突
部との間に、スラスト動圧力を発生させてなる。

【００２２】第７手段の動圧軸受装置は上記第２の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、回転部材の
スラスト方向の通常のバランスは、スラスト動圧発生溝
によるスラスト動圧力とこれに対向する方向の磁気吸引
力により平衡が保たれることを特徴としている。

【００２３】第８手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、狭ギャップ
部のクリアランスを、３〜３０μｍとしたことを特徴と
している。

【００２４】第９手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、突部を軸に
対向する部材に設け、該突部の内径をｒ₁ 、突出部の外
径をｒ₂ 、突部内径に対する突出部の外径の比（ｒ₂ ／
ｒ₁ ）＝ｎ₁ とした時にｎ₁＝１．２〜３．０としたこ
とを特徴としている。

【００２５】第１０手段の動圧軸受装置は上記第１の目
的を達成するために、上記第１手段に加えて、突部を軸
に設け、該突部の外径をｒ₃ 、突出部の内径をｒ₄ 、突
部外径に対する突出部の内径の比（ｒ₄ ／ｒ₃ ）＝ｎ₂
とした時に、ｎ₂ ＝０．５〜０．９としたことを特徴と
している。

【００２６】

【作用】このような第１、第２、第３、第４手段におけ
る動圧軸受装置によれば、例えば回転部材に押し込みま
たは引き抜き方向の振動、衝撃等が加わったとすると、
突出部を収容するスペースのうちの突部と突出部とが接
近する側のスペースとしての、例えば非圧縮性流体溜り
の容積が突部と突出部との径が異なることから縮小しこ
の非圧縮性流体溜りの非圧縮性流体が流体抵抗の大きい
狭ギャップ部及びラジアル軸受の摺動部を通り移動しよ
うとするので、当該部位において大きな絞り膜作用が働
き、回転部材の押し込みまたは引き抜き方向への振れが
抑制される。従って、スラスト方向の安定した振れ特性
が得られる。しかも、軸ロスは面積の小さい狭ギャップ
部で働くので、軸ロスが大幅に減少される。さらに、厳
しい寸法管理が狭ギャップ部の円周方向だけとなるの
で、その管理は簡易である。

【００２７】このような第５手段における動圧軸受装置
によれば、突出部が抜け止めを兼用するので、抜け止め
を新たに設ける必要がない。

【００２８】このような第６手段における動圧軸受装置
によれば、突出部と突部との間にスラスト動圧力を発生
させているので、従来用いていた、例えばスラスト円盤
等のスラスト軸受が不要にされる。

【００２９】このような第７手段における動圧軸受装置
によれば、一方のスラスト動圧力を磁気吸引力で得てい
るので、このスラスト動圧力を発生させるためのスラス
ト動圧発生溝が不要となり、スラスト動圧発生溝の個数
が減少される。

【００３０】このような第８手段における動圧軸受装置
によれば、狭ギャップ部のクリアランスは、絞り膜作用
の３乗に反比例、軸ロスに反比例し、実用上必要な絞り
膜作用／軸ロスの２乗に反比例するので、できる限りク
リアランスは小さいほうが良いが、実際にはラジアル軸
受の摺動部のクリアランスと同程度の３μｍから絞り膜
作用が有効に働く３０μｍとするのが最適である。

【００３１】このような第９手段における動圧軸受装置
によれば、ｎ₁ が大きくなると、突出部の外周が大きく
なることから絞り膜作用の流体抵抗は小さくなるが、圧
力発生部の面積が増えるので、絞り膜作用は（ｎ₁ ³−２
ｎ₁ ＋１／ｎ₁ ）に比例し、軸ロスはｎ₁ ³に比例する。
従って、絞り膜作用／軸ロスは（１−２／ｎ₁ ²＋１／ｎ
₁ ⁴）に比例することになるので、ｎ₁ ＝１．２〜３．０
が実用上の有効範囲となる。

【００３２】このような第１０手段における動圧軸受装
置によれば、ｎ₂ が小さくなると、突出部の内周が小さ
くなることから絞り膜作用の流体抵抗は大きくなるが、
圧力発生部の面積が増えるので、絞り膜作用は（ｎ₂ ³−
２ｎ₂ ＋１／ｎ₂ ）に比例し、軸ロスはｎ₂ ³に比例す
る。従って、絞り膜作用／軸ロスは（１−２／ｎ₂ ²＋１
／ｎ₂ ⁴）に比例することになるので、ｎ₂ ＝０．５〜
０．９が実用上の有効範囲となる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例を示す動圧軸受装置を
適用した中心軸回転型且つラジアル軸受固定型のＨＤＤ
用モータの要部の横断面図であり、従来技術で説明した
ものと同一なもの及び同一機能を果たすものについては
同一符号が付してあり、これらについては重複を避ける
ために、ここでの説明は省略する。

【００３４】この第１実施例にあっては、ラジアル滑り
軸受として２個のラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂが用
いられており、これら突部としてのラジアル滑り軸受２
２Ａ，２２Ｂは軸方向に離間配置されて軸受ホルダー部
１ａに嵌合固着されている。すなわち、ラジアル滑り軸
受２２Ａ，２２Ｂの端面間にはスペース２５が形成され
た状態となっている。

【００３５】該ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂに対向
する部材、すなわち回転軸３におけるラジアル滑り軸受
２２Ａ，２２Ｂ間には、ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２
Ｂの内径ｒ₁ より大なる外径ｒ₂ を有し、上記スペース
２５内に突出する突出部２３が設けられている。この突
出部２３は、軸方向の両端から軸方向の略中央に向かう
に従って外径が大きくなる略算盤玉を半分にした断面形
状をしており、この最大外径部としての突出部端部２３
Ａとこの突出部端部２３Ａに対向する固定部材としての
軸受ホルダー部１ａとの間に狭ギャップ部Ｘが形成され
ている。

【００３６】突出部２３のフレーム閉塞側端面（図にお
ける下端面）２３ａ及びこの端面２３ａに対向するフレ
ーム閉塞側のラジアル滑り軸受２２Ｂの端面（図におけ
る上端面）２２ＢＢの少なくとも一方には、スラスト動
圧発生用の溝が形成されている。

【００３７】ここで、該狭ギャップ部Ｘのクリアランス
は、本実施例においては、３〜３０μｍとなっている。
また、ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂの内径をｒ₁ 、
突出部２３の最大外径をｒ₂ 、これらの比（ｒ₂ ／ｒ
₁ ）＝ｎ₁ とした時に、ｎ₁ ＝１．２〜３．０となるよ
うに、ｒ₁ 、ｒ₂ の設定がなされている。

【００３８】突出部２３が収容されるスペース２５は、
該狭ギャップ部Ｘを境にして軸方向に分けられており、
開放側（図における上側）、閉塞側（図における下側）
スペース２５ａ，２５ｂがそれぞれ形成されている。

【００３９】軸受ホルダー部１ａの凹部内で且つ磁性流
体シール８より閉塞側には、非圧縮性流体としての潤滑
油１４が満たされており（勿論スペース２５内にも潤滑
油が充填されている）、従って、突出部２３のフレーム
閉塞側端面２３ａとフレーム閉塞側のラジアル滑り軸受
２２Ｂの開放側端面２２ＢＢとの間Ｃに、回転軸３に対
してフレーム開放側に向うスラスト動圧力が発生するよ
うになっている。

【００４０】また、上記回転軸３には、ステ−タコア６
と駆動マグネット７の磁気中心をずらす公知の手法によ
り、フレーム閉塞側に向かう磁気吸引力が作用してい
る。従って、通常は、このフレーム閉塞側に向かう磁気
吸引力と上記フレーム開放側に向うスラスト動圧力によ
り、軸方向のバランスが保たれるようになっている。

【００４１】上記開放側、閉塞側スペース２５ａ，２５
ｂには、上述のように、潤滑油１４がそれぞれ充填され
ており、従って開放側、閉塞側潤滑油溜り２５ａ，２５
ｂとしてそれぞれ機能するようになっている。

【００４２】ここで、例えば回転軸３に押し込み方向の
振動、衝撃等が加わったとすると、ラジアル滑り軸受２
２Ａ，２２Ｂの内径をｒ₁ と突出部２３の最大外径をｒ
₂ の径が異なることから、閉塞側潤滑油溜り２５ｂの容
積が縮小しこの閉塞側潤滑油溜り２５ｂの潤滑油が流体
抵抗の大きい狭ギャップ部Ｘ及び閉塞側ラジアル滑り軸
受２２Ｂの摺動部Ａを通り移動しようとするので、当該
部位において大きな絞り膜作用が働き、回転軸３の閉塞
側に向かう振れが抑制されることになる。

【００４３】一方、例えば回転軸３に引き抜き方向の振
動、衝撃等が加わったとすると、ラジアル滑り軸受２２
Ａ，２２Ｂの内径をｒ₁ と突出部２３の最大外径をｒ₂
の径が異なることから、開放側潤滑油溜り２５ａの容積
が縮小しこの開放側滑油溜り２５ａの潤滑油が流体抵抗
の大きい狭ギャップ部Ｘ及び開放側ラジアル滑り軸受２
２Ａの摺動部Ａを通り移動しようとするので、当該部位
において大きな絞り膜作用が働き、回転軸３の開放側に
向かう振れが抑制されることになる。

【００４４】このように、本実施例においては、回転軸
３に振動、衝撃等による押し込みまたは引き抜き力が加
わったとしても、狭ギャップ部Ｘにおいて大きな絞り膜
作用が働くので、回転軸３のスラスト方向の振れを抑制
できるようになっている。しかも、軸ロスは面積の小さ
い狭ギャップ部Ｘで働くので、軸ロスを大幅に減少でき
るようになっている。さらに、厳しい寸法管理は狭ギャ
ップ部Ｘの円周方向だけとなるので、その管理を簡易に
できるようになっている。すなわち、スラスト方向の安
定した振れ特性を、軸ロスを小さくし且つ厳しい寸法管
理をさほど必要とせずに、得ることが可能となってい
る。

【００４５】また、突出部２３が抜け止めとしても機能
しているので、抜け止めを新たに設ける必要がなくなっ
ており、部品点数の減少を図ることが可能となってい
る。

【００４６】また、突出部２３と閉塞側のラジアル滑り
軸受２２Ｂとの間Ｃにスラスト動圧力を発生させるよう
にしているので、従来技術で説明したスラスト円盤１３
が不要にされており、部品点数の減少を図ることが可能
となっている。

【００４７】また、振動・衝撃時のスラスト方向の移動
抑制力は上記絞り膜作用により得られるようになってお
り、しかも通常のバランスをとるための閉塞側に向うス
ラスト動圧力を磁気吸引力で得ているので、閉塞側に向
うスラスト力を発生させるためのスラスト動圧発生溝が
不要となっており、従ってスラスト動圧発生溝の個数を
従来に比して減少できるようになっており、低コスト化
を図ることが可能となっている。

【００４８】また、狭ギャップ部Ｘのクリアランスは、
絞り膜作用の３乗に反比例、軸ロスに反比例し、実用上
必要な絞り膜作用／軸ロスの２乗に反比例するので、で
きる限りクリアランスは小さいほうが良いが、実際には
ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂの摺動部Ａ，Ａのクリ
アランスと同程度の３μｍから絞り膜作用が有効に働く
３０μｍとするの最適であり、本実施例においては、３
μｍ〜３０μｍとしているので、該動圧軸受装置は最も
実用的且つ効果的となっている。

【００４９】また、（ｒ₂ ／ｒ₁ ）＝ｎ₁ が大きくなる
と、突出部２３の外周が大きくなることから絞り膜作用
の流体抵抗が小さくなるが、圧力発生部の面積が増える
ので、絞り膜作用は（ｎ₁ ³−２ｎ₁ ＋１／ｎ₁ ）に比例
し、軸ロスはｎ₁ ³に比例する。従って、絞り膜作用／軸
ロスは（１−２／ｎ₁ ²＋１／ｎ₁ ⁴）に比例することにな
るので、ｎ₁ ＝１．２〜３．０が実用上の有効範囲とな
るが、本実施例においては、ｎ₁ ＝１．２〜３．０とし
ているので、該動圧軸受装置は最も実用的且つ効果的と
なっている。

【００５０】図２は本発明の第２実施例を示す動圧軸受
装置を適用した中心軸及びラジアル軸受固定型のＨＤＤ
用モータの要部の横断面図であり、第１実施例で説明し
たものと同一なもの及び同一機能を果たすものについて
は同一符号が付してあり、これらについては重複を避け
るために、ここでの説明は省略する。

【００５１】この第２実施例にあっては、回転軸３にお
けるラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂに対向する位置
に、突部としての大径部２２２Ａ，２２２Ｂがそれぞれ
設けられている。該大径部２２２Ａ，２２２Ｂに対向す
る部材、すなわち軸受ホルダー部１ａにおける大径部２
２２Ａ，２２２Ｂ間には、大径部２２２Ａ，２２２Ｂの
外径ｒ₃ より小なる内径ｒ₄ を有し、大径部２２２Ａ，
２２２Ｂ間に形成されたスペース２５内に突出する突出
部３３が設けられている。この突出部３３は、軸方向の
両端から軸方向の略中央に向かうに従って内径が小さく
なる形状をしており、この最小内径部としての突出部端
部３３Ａとこの突出部端部３３Ａに対向する回転部材と
しての回転軸３との間に狭ギャップ部Ｘが形成されてい
る。

【００５２】突出部３３のフレーム開放側端面３３ｂ及
びこの端面３３ｂに対向するフレーム開放側の大径部２
２２Ａの端面２２２ＡＡの少なくとも一方には、スラス
ト動圧発生用の溝が形成されており、これら端面３３
ｂ，２２２ＡＡ間Ｃに、回転軸３に対してフレーム開放
側に向うスラスト動圧力が発生するようになっている。
従って、このフレーム開放側に向うスラスト動圧力とフ
レーム閉塞側に向かう磁気吸引力により、通常のバラン
スが保たれるようになっている。

【００５３】このように構成しても、先の第１実施例と
同様な効果を得ることができるというのはいうまでもな
い。

【００５４】ここで、大径部２２２Ａ，２２２Ｂの外径
をｒ₃ 、突出部３３の最小内径をｒ₄ 、これらの比（ｒ
₄ ／ｒ₃ ）＝ｎ₂ とした時に、ｎ₂ ＝０．５〜０．９と
なるように、ｒ₃ 、ｒ₄ の設定がなされている。（ｒ₃
／ｒ₄ ）＝ｎ₂ が小さくなると、突出部３３の内周が小
さくなることから絞り膜作用の流体抵抗が大きくなる
が、圧力発生部の面積が増えるので、絞り膜作用は（ｎ
₂ ³−２ｎ₂ ＋１／ｎ₂ ）に比例し、軸ロスはｎ₂ ³に比例
する。従って、絞り膜作用／軸ロスは（１−２／ｎ₂ ²＋
１／ｎ₂ ⁴）に比例することになるので、ｎ₂ ＝０．５〜
０．９が実用上の有効範囲となるが、本実施例において
は、ｎ₂ ＝０．５〜０．９としているので、該動圧軸受
装置は最も実用的且つ効果的となっている。

【００５５】なお、第１実施例と同様に、突出部３３の
フレーム閉塞側端面３３ａ及びこの端面３３ａに対向す
るフレーム閉塞側の大径部２２２Ｂの端面２２２ＢＢの
少なくとも一方に、スラスト動圧発生用の溝を形成し、
これら端面３３ａ，２２２ＢＢ間に、回転軸３に対して
フレーム閉塞側に向うスラスト動圧力を発生させるよう
にしても良い。しかしながら、このように構成した場合
には、磁気吸引力の方向を逆にする必要がある。

【００５６】図３は本発明の第３実施例を示す動圧軸受
装置を適用した中心軸及びラジアル軸受回転型のＨＤＤ
用モータの要部の横断面図であり、第１実施例で説明し
たものと同一なもの及び同一機能を果たすものについて
は同一符号が付してあり、これらについては重複を避け
るために、ここでの説明は省略する。

【００５７】この第３実施例にあっては、突部としての
ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂは回転軸３に嵌合固着
されている。該ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂに対向
する軸受ホルダー部１ａにおけるラジアル滑り軸受２２
Ａ，２２Ｂ間には、ラジアル滑り軸受２２Ａ，２２Ｂの
外径ｒ₃ より小なる内径ｒ₄ を有し、ラジアル滑り軸受
２２Ａ，２２Ｂ間に形成されたスペース２５内に突出す
る第２実施例と同様な突出部３３が設けられている。

【００５８】そして、突出部３３のフレーム開放側端面
３３ｂ及びこの端面３３ｂに対向するフレーム開放側の
ラジアル滑り軸受２２Ａの端面２２ＡＡの少なくとも一
方には、スラスト動圧発生用の溝が形成されており、こ
れら端面３３ｂ，２２ＡＡ間Ｃに、回転軸３に対してフ
レーム開放側に向うスラスト動圧力が発生するようにな
っている。従って、このフレーム開放側に向うスラスト
動圧力とフレーム閉塞側に向かう磁気吸引力により、通
常のバランスが保たれるようになっている。

【００５９】このように構成しても、先の第１、第２実
施例と同様な効果を得ることができるというのはいうま
でもない。

【００６０】図４は本発明の第４実施例を示す動圧軸受
装置を適用した中心軸回転型且つラジアル軸受固定型の
ＨＤＤ用モータの要部の横断面図である。

【００６１】この第４実施例が第１実施例と違う点は、
算盤玉断面形状の突出部２３に代えて、ラジアル滑り軸
受２２Ａ，２２Ｂの摺動面の径ｒ₁ より大なる外径ｒ₂
を有する円盤状の突出部４３を用い、この円盤状の突出
部４３の外周面に対向し軸受ホルダー部１ａに嵌合固着
されたリング状の環状部材５３の内周面に、第２、第３
実施例と同様な突出部端部５３Ａを設け、この突出部端
部５３Ａと突出部４３との間に狭ギャップ部Ｘを形成し
た点である。なお、スラスト動圧発生溝は、突出部４３
のフレーム閉塞側端面４３ａ及びフレーム閉塞側のラジ
アル滑り軸受２２Ｂのフレーム開放側端面２２ＢＢの少
なくとも一方に形成されている。

【００６２】このように構成しても、第１乃至第３実施
例と同様な効果を得ることができるというのはいうまで
もない。なお、本構成を第１乃至第３実施例に適用す
る、すなわち突出部２３，３３を突出部端部２３Ａ，３
３Ａのないリング状部材とし、このリング状部材に対向
して第１乃至第３実施例と同様な構成の突出部２３，３
３を設けることは勿論可能である。

【００６３】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例え
ば、上記実施例においては、軸ロスをできるだけ小さく
するために、突出部端部２３Ａ，３３Ａ，５３Ａの軸方
向長さＬを図に示されるように短くしているが、突出部
２３，３３が固着される部材３，１ａとの連設部分の長
さと同程度の長さにする（環状部材５３にあっては軸受
ホルダー部１ａとの連設部分の長さと同程度の長さにす
る）、すなわち突出部２３，３３、環状部材５３の形状
を略リング形状にすることも可能である。しかしなが
ら、このように構成した場合には、軸ロスは上記実施例
より勿論大きくなるが、本発明効果が妨げられるもので
はない。

【００６４】また、第１、第２、第４実施例の動圧軸受
装置を、回転部材と固定部材を逆にした中心軸固定型且
つラジアル軸受回転型のモータに対して適用することも
可能であり、また、第３実施例の動圧軸受装置を、回転
部材と固定部材を逆にした中心軸固定型且つラジアル軸
受固定型のモータに対して適用することも可能である。
因に、このようなモータに適用した場合には、第１、第
４実施例の動圧軸受装置にあっては、スラスト動圧発生
溝を、他方の軸受２２Ａの突出部２３，４３側端面及び
この端面に対向する突出部２３，４３の端面の少なくと
も一方に、また第２実施例の動圧軸受装置にあっては、
スラスト動圧発生溝を、他方の大径部２２２Ｂの突出部
３３側端面及びこの端面に対向する突出部３３の端面の
少なくとも一方に、また第３実施例の動圧軸受装置にあ
っては、スラスト動圧発生溝を、他方の軸受２２Ｂの突
出部３３側端面及びこの端面に対向する突出部３３の端
面の少なくとも一方に設ける必要がある。ここで、スラ
スト動圧発生溝を各実施例のままとするならば、磁気吸
引力を反対の方向に働かせる必要がある。

【００６５】また、突出部２３，３３，４３と突部との
間でスラスト動圧力を発生させずに、他の部材（例えば
従来技術で説明したスラスト円盤１３）によりスラスト
動圧力を発生させるようにしても良い。なお、このよう
にしても、振動・衝撃時のスラスト方向の移動抑制力は
上記絞り膜作用により得られるようになっており、しか
も通常のバランスをとるための一方のスラスト動圧力を
磁気吸引力で得ているので、このスラスト動圧力を発生
させるためのスラスト動圧発生溝は不要であり、上記実
施例と同様に、その個数を減少することができる。

【００６６】また、上記実施例においては、突出部２
３，３３、環状部材５３の形状が、各図において軸方向
において非対称に描かれているが、勿論対称形状であっ
ても良い。

【００６７】また、突部を３個以上としても良い。

【００６８】また、上記実施例においては、非圧縮性流
体をオイル等の潤滑油としているが、これに限定される
ものではなく、例えば磁性流体等であっても良く、特に
スペース２５に充填される流体に限っていえば、絞り膜
作用を起こさせる非圧縮性流体であればどのようなもの
であっても構わない。

【００６９】また、上記実施例においては、動圧軸受装
置をＨＤＤ用のスピンドルモータに対して適用した例が
述べられているが、他のモータに対して適用することも
勿論可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、第１乃至第１０発明
の動圧軸受装置によれば、たとえ回転部材に振動、衝撃
等による押し込みまたは引き抜き力が加わったとして
も、狭ギャップ部において大きな絞り膜作用が働くの
で、回転部材のスラスト方向の振れを抑制できる。しか
も、軸ロスは面積の小さい狭ギャップ部で働くので、軸
ロスを大幅に減少できる。さらに、厳しい寸法管理は狭
ギャップ部の円周方向だけとなるので、その管理を簡易
にできる。すなわち、スラスト方向の安定した振れ特性
を、軸ロスを小さくし且つ厳しい寸法管理をさほど必要
とせずに、得ることが可能となる。

【００７１】また、第５発明の動圧軸受装置によれば、
突出部が抜け止めを兼用するので、抜け止めを新たに設
ける必要がないという新たな効果がある。

【００７２】また、第６発明の動圧軸受装置によれば、
突出部と突部との間にスラスト動圧力を発生させている
ので、従来用いていた、例えばスラスト円盤等のスラス
ト軸受を不要にできるという新たな効果がある。

【００７３】また、第７発明の動圧軸受装置によれば、
一方のスラスト動圧力を磁気吸引力で得ているので、こ
のスラスト動圧力を発生させるためのスラスト動圧発生
溝が不要となり、従ってスラスト動圧発生溝の個数が減
少され、低コスト化が可能となるという新たな効果があ
る。

【００７４】また、第８発明の動圧軸受装置によれば、
狭ギャップ部のクリアランスを、ラジアル軸受の摺動部
のクリアランスと同程度の３μｍから絞り膜作用が有効
に働く３０μｍとしているので、該動圧軸受装置は最も
実用的且つ効果的となる。

【００７５】また、第９発明の動圧軸受装置によれば、
絞り膜作用／軸ロスは、（１−２／ｎ₁ ²＋１／ｎ₁ ⁴）に
比例することになるが、ｎ₁ ＝１．２〜３．０としてい
るので、該動圧軸受装置は最も実用的且つ効果的とな
る。

【００７６】また、第１０発明の動圧軸受装置によれ
ば、絞り膜作用／軸ロスは、（１−２／ｎ₂ ²＋１／
ｎ₂ ⁴）に比例することになるが、ｎ₂ ＝０．５〜０．９
としているので、該動圧軸受装置は最も実用的且つ効果
的となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す動圧軸受装置を適用
した中心軸回転型のＨＤＤ用モータの要部の横断面図で
ある。

【図２】本発明の第２実施例を示す動圧軸受装置を適用
した中心軸回転型のＨＤＤ用モータの要部の横断面図で
ある。

【図３】本発明の第３実施例を示す動圧軸受装置を適用
した中心軸回転型のＨＤＤ用モータの要部の横断面図で
ある。

【図４】本発明の第４実施例を示す動圧軸受装置を適用
した中心軸回転型のＨＤＤ用モータの要部の横断面図で
ある。

【図５】従来技術を示す動圧軸受装置を適用した中心軸
回転型のＨＤＤ用モータの横断面図である。

【符号の説明】

１固定部材３回転部材１４非圧縮性流体２２Ａ，２２Ｂ，２２２Ａ，２２２Ｂ突部２３，３３，４３突出部２５スペース２５ａ，２５ｂ非圧縮性流体溜りＡラジアル軸受の摺動部Ｘ狭ギャップ部ｒ₁ 突部の内径ｒ₂ 突出部の外径ｒ₃ 突部の外径ｒ₄ 突出部の内径

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転部材を回転自在に支承するラジアル
軸受を備え、このラジアル軸受の摺動部に充填された非
圧縮性流体に動圧を生ぜしめるよう構成された動圧軸受
装置において、回転部材または固定部材の何れか一方に、他方に対して
突出する突部を軸方向に離間して設けると共に、これら突部に対向する他方の部材と該突部との間に非圧
縮性流体を充填して、ラジアル軸受の摺動部を構成し、これら突部に対向する他方の部材に、該突部間に形成さ
れたスペース内に突出すると共に、前記突部の摺動面の
径と異なる径で形成された突出部を設け、この突出部に対向する部材と該突出部との間に、狭ギャ
ップ部を設けると共に、前記スペース内に非圧縮性流体を充填してなる動圧軸受
装置。
【請求項２】請求項１記載の動圧軸受装置において、突部は、ラジアル軸受であることを特徴とする動圧軸受
装置。
【請求項３】請求項１記載の動圧軸受装置において、突部は、軸に設けられた大径部であることを特徴とする
動圧軸受装置。
【請求項４】請求項１記載の動圧軸受装置において、狭ギャップ部を境にして軸方向に分けられたスペース
を、非圧縮性流体溜りとしたことを特徴とする動圧軸受
装置。
【請求項５】請求項１記載の動圧軸受装置において、突出部は、抜け止めを兼用することを特徴とする動圧軸
受装置。
【請求項６】請求項１記載の動圧軸受装置において、突出部と突部との間に、スラスト動圧力を発生させてな
る動圧軸受装置。
【請求項７】請求項１記載の動圧軸受装置において、回転部材のスラスト方向の通常のバランスは、スラスト
動圧発生溝によるスラスト動圧力とこれに対向する方向
の磁気吸引力により平衡が保たれることを特徴とする動
圧軸受装置。
【請求項８】請求項１記載の動圧軸受装置において、狭ギャップ部のクリアランスを、３〜３０μｍとしたこ
とを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項９】請求項１記載の動圧軸受装置において、突部を軸に対向する部材に設け、該突部の内径をｒ₁ 、
突出部の外径をｒ₂ 、突部内径に対する突出部の外径の
比（ｒ₂ ／ｒ₁ ）＝ｎ₁ とした時に、ｎ₁ ＝１．２〜
３．０としたことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項１０】請求項１記載の動圧軸受装置におい
て、突部を軸に設け、該突部の外径をｒ₃ 、突出部の内径を
ｒ₄ 、突部外径に対する突出部の内径の比（ｒ₄ ／ｒ
₃ ）＝ｎ₂ とした時に、ｎ₂ ＝０．５〜０．９としたこ
とを特徴とする動圧軸受装置。